Practical Byzantine Fault Tolerance（PBFT）とは
Practical Byzantine Fault Tolerance（PBFT）は、分散システムにおけるコンセンサスアルゴリズムの一種です。PBFTは、Byzantine Fault Tolerance（BFT）の一般的な応用であり、特に分散ネットワーク環境での耐障害性と合意形成を重視しています。PBFTは、正常なノードの過半数が存在する状況下で、ネットワーク上の異常なノード（Byzantineノード）の存在にも耐えることができます。このアルゴリズムでは、クライアントからのリクエストを受け取ったノードが合意形成フェーズに入り、他のノードとのメッセージ交換を通じて合意を形成します。PBFTでは、以下の主要なフェーズがあります。
- リクエストフェーズ（Request Phase）：クライアントからのリクエストがノードに送信されます。
- プリ-プリペアフェーズ（Pre-Prepare Phase）：リーダーノードが提案を生成し、他のノードに送信します。
- プリペアフェーズ（Prepare Phase）：ノードは提案に対して署名を行い、他のノードにブロードキャストします。
- コミットフェーズ（Commit Phase）：ノードは他のノードの署名を確認し、提案を承認します。
- リプライフェーズ（Reply Phase）：ノードはクライアントに結果を返信します。
PBFTの主な特徴は以下のとおりです。
- 完全な合意形成: 正常なノードの過半数が合意に達するため、正確で確定的な結果を得ることができます。
- トランザクションスループットの向上: ノード間の並列処理と非同期通信を活用して、高いトランザクションスループットを実現します。
- フォールトトレランス: Byzantineノードの存在にも耐えるため、ネットワークのセキュリティと信頼性を向上させます。
PBFTは、金融業界や分散型データベースなど、高い信頼性と合意形成が必要な分野で広く活用されています。ただし、PBFTは参加ノードの数が比較的小さく、ノード間の通信遅延が小さい環境で効果的です。大規模かつ広範なネットワークにはスケーラビリティの課題があるため、それに対処するための改良版も提案されています。